JP2020115498A - Etching method and etching equipment - Google Patents

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隆太郎 須田
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Abstract

To provide a technique for suppressing the occurrence of etching defects due to the influence of reaction products.SOLUTION: An etching method includes a step of etching a silicon-containing film or a metal-containing film formed on a substrate, and a step of heating the substrate by temporarily irradiating the substrate with electromagnetic waves during the etching step.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、エッチング方法およびエッチング装置に関するものである。 The present disclosure relates to an etching method and an etching device.

特許文献１は、基板の表面の温度を−３５℃未満に制御し、水素含有ガス及びフッ素含有ガスからプラズマを生成して、プラズマによりシリコン酸化膜をエッチング処理する技術を開示する。 Patent Document 1 discloses a technique in which the temperature of the surface of the substrate is controlled to be lower than −35° C., plasma is generated from a hydrogen-containing gas and a fluorine-containing gas, and the silicon oxide film is etched by the plasma.

特開２０１７−１１２５５号公報JP, 2017-11255, A

本開示は、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制する技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for suppressing the occurrence of etching defects due to the influence of reaction products.

本開示の一態様によるエッチング方法は、基板に形成されたシリコン含有膜又はメタル含有膜をエッチングする工程と、エッチングする工程中に基板に対して一時的に電磁波を照射して基板を加熱する工程と、を有する。 An etching method according to an aspect of the present disclosure includes a step of etching a silicon-containing film or a metal-containing film formed on a substrate, and a step of temporarily irradiating an electromagnetic wave to the substrate to heat the substrate during the etching step. And.

本開示によれば、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the occurrence of etching defects due to the influence of reaction products.

図１は、実施形態に係るエッチング装置の概略構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an etching apparatus according to an embodiment. 図２は、実施形態に係るシリコン含有膜のエッチングレートの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the etching rate of the silicon-containing film according to the embodiment. 図３は、実施形態に係る蒸気圧曲線の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a vapor pressure curve according to the embodiment. 図４は、実施形態に係るエッチング処理の流れを示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing the flow of the etching process according to the embodiment. 図５は、実施形態に係るエッチング処理中のウェハの状態を模式的に示した図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of the wafer during the etching process according to the embodiment. 図６は、実施形態に係る冷却時間の算出に用いる計算モデルの一例を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a calculation model used to calculate the cooling time according to the embodiment. 図７は、実施形態に係る温度変化の一例を示す図である。FIG. 7: is a figure which shows an example of the temperature change which concerns on embodiment. 図８は、実施形態に係るエッチング処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of the etching process according to the embodiment.

以下、図面を参照して本願の開示するエッチング方法およびエッチング装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示するエッチング方法およびエッチング装置が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of an etching method and an etching apparatus disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. The disclosed etching method and etching apparatus are not limited to the present embodiment.

ところで、シリコン含有膜又はメタル含有膜が形成された基板のエッチングを行った場合、基板に反応生成物が生成され、反応生成物の影響によりエッチング形状の悪化やエッチストップなどのエッチング不良が発生する場合がある。そこで、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制する技術が期待されている。 By the way, when a substrate on which a silicon-containing film or a metal-containing film is formed is etched, a reaction product is generated on the substrate, and an etching defect such as deterioration of an etching shape or etching stop occurs due to the reaction product. There are cases. Therefore, a technique for suppressing the occurrence of etching defects due to the influence of reaction products is expected.

［エッチング装置の構成］
実施形態に係るエッチング装置の構成の一例を説明する。図１は、実施形態に係るエッチング装置の概略構成の一例を示す図である。本実施形態では、エッチング装置１を、容量結合型平行平板のプラズマ処理装置とした場合を例に説明する。後述する載置台２０は、下部電極としても機能する。ガスシャワーヘッド２５は、上部電極としても機能する。 [Configuration of etching equipment]
An example of the configuration of the etching apparatus according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an etching apparatus according to an embodiment. In the present embodiment, a case where the etching apparatus 1 is a capacitively coupled parallel plate type plasma processing apparatus will be described as an example. The mounting table 20 described later also functions as a lower electrode. The gas shower head 25 also functions as an upper electrode.

エッチング装置１は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形のチャンバ１０を有している。チャンバ１０は、電気的に接地されている。チャンバ１０の内部には、載置台２０が設けられている。載置台２０は、チャンバ１０の底部に設置され、半導体ウェハ（以下、単に「ウェハＷ」という。）を載置する。ウェハＷは、基板の一例である。載置台２０は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等で円柱状に成形されている。載置台２０の上面には、ウェハを静電吸着するための静電チャック１０６が設けられている。静電チャック１０６は、絶縁体１０６ｂの間にチャック電極１０６ａを挟み込んだ構造になっている。チャック電極１０６ａには、直流電圧源１１２が接続されている。チャック電極１０６ａは、直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａに直流電圧ＨＶが印加されることにより発生するクーロン力によってウェハＷを吸着する。 The etching apparatus 1 has a cylindrical chamber 10 made of, for example, aluminum whose surface is anodized (anodized). The chamber 10 is electrically grounded. A mounting table 20 is provided inside the chamber 10. The mounting table 20 is installed at the bottom of the chamber 10 and mounts a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer W”). The wafer W is an example of a substrate. The mounting table 20 is formed of aluminum (Al), titanium (Ti), silicon carbide (SiC), or the like into a columnar shape. An electrostatic chuck 106 for electrostatically attracting a wafer is provided on the upper surface of the mounting table 20. The electrostatic chuck 106 has a structure in which a chuck electrode 106a is sandwiched between insulators 106b. A DC voltage source 112 is connected to the chuck electrode 106a. The chuck electrode 106a attracts the wafer W by the Coulomb force generated by applying the DC voltage HV from the DC voltage source 112 to the chuck electrode 106a.

静電チャック１０６の周縁部には、載置台２０の周囲を囲むようにフォーカスリング１０８が配置されている。フォーカスリング１０８は、例えばシリコンや石英から形成されている。フォーカスリング１０８は、エッチングの面内均一性を高めるように機能する。 A focus ring 108 is arranged on the peripheral edge of the electrostatic chuck 106 so as to surround the mounting table 20. The focus ring 108 is made of, for example, silicon or quartz. The focus ring 108 functions to enhance the in-plane uniformity of etching.

載置台２０は、支持体１０４により支持されている。支持体１０４の内部には、冷媒流路１０４ａが形成されている。冷媒流路１０４ａには、冷媒入口配管１０４ｂ及び冷媒出口配管１０４ｃが接続されている。冷媒入口配管１０４ｂ及び冷媒出口配管１０４ｃは、チラー１０７に接続されている。チラー１０７は、例えば冷却水やブライン等の冷却媒体（以下、「冷媒」ともいう。）を冷媒入口配管１０４ｂに出力する。チラー１０７から出力された冷媒は、冷媒入口配管１０４ｂ、冷媒流路１０４ａ及び冷媒出口配管１０４ｃを通りチラー１０７に戻る。チラー１０７は、冷媒入口配管１０４ｂ、冷媒流路１０４ａ及び冷媒出口配管１０４ｃに冷媒を循環させる。載置台２０、静電チャック１０６及びウェハＷは、冷媒により抜熱され、冷媒の温度と同程度の温度に冷却される。 The mounting table 20 is supported by the support 104. A coolant channel 104 a is formed inside the support body 104. A refrigerant inlet pipe 104b and a refrigerant outlet pipe 104c are connected to the refrigerant passage 104a. The refrigerant inlet pipe 104b and the refrigerant outlet pipe 104c are connected to the chiller 107. The chiller 107 outputs a cooling medium such as cooling water or brine (hereinafter, also referred to as “refrigerant”) to the refrigerant inlet pipe 104b. The refrigerant output from the chiller 107 returns to the chiller 107 through the refrigerant inlet pipe 104b, the refrigerant flow passage 104a, and the refrigerant outlet pipe 104c. The chiller 107 circulates the refrigerant through the refrigerant inlet pipe 104b, the refrigerant flow passage 104a, and the refrigerant outlet pipe 104c. The mounting table 20, the electrostatic chuck 106, and the wafer W are removed from the heat by the coolant and cooled to a temperature similar to the temperature of the coolant.

載置台２０および静電チャック１０６には、ガス供給ライン１３０がもうけられている。ガス供給ライン１３０は、伝熱ガス供給源８５に接続されている。伝熱ガス供給源８５は、ヘリウムガス（Ｈｅ）やアルゴンガス（Ａｒ）等の伝熱ガスをガス供給ライン１３０に通して静電チャック１０６上のウェハＷの裏面に供給する。かかる構成により、静電チャック１０６は、冷媒流路１０４ａに循環させる冷媒と、ウェハＷの裏面に供給する伝熱ガスとによって温度制御される。この結果、ウェハを所定の温度に制御することができる。伝熱ガス供給源８５及びガス供給ライン１３０は、ウェハＷの裏面に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給機構の一例である。 A gas supply line 130 is provided on the mounting table 20 and the electrostatic chuck 106. The gas supply line 130 is connected to the heat transfer gas supply source 85. The heat transfer gas supply source 85 supplies a heat transfer gas such as helium gas (He) or argon gas (Ar) through the gas supply line 130 to the back surface of the wafer W on the electrostatic chuck 106. With this configuration, the temperature of the electrostatic chuck 106 is controlled by the coolant circulated in the coolant channel 104a and the heat transfer gas supplied to the back surface of the wafer W. As a result, the wafer can be controlled at a predetermined temperature. The heat transfer gas supply source 85 and the gas supply line 130 are an example of a heat transfer gas supply mechanism that supplies heat transfer gas to the back surface of the wafer W.

載置台２０には、重畳した２周波の高周波電力を供給する電力供給装置３０が接続されている。電力供給装置３０は、第１周波数の第１高周波電力（プラズマ生起用高周波電力）を供給する第１高周波電源３２と、第１周波数よりも低い第２周波数の第２高周波電力（バイアス電圧発生用高周波電力）を供給する第２高周波電源３４とを有する。第１高周波電源３２は、第１整合器３３を介して載置台２０に電気的に接続される。第２高周波電源３４は、第２整合器３５を介して載置台２０に電気的に接続される。第１高周波電源３２は、例えば、６０ＭＨｚの第１高周波電力を載置台２０に印加する。第２高周波電源３４は、例えば、１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力を載置台２０に印加する。なお、本実施形態では、第１高周波電力は載置台２０に印加されるが、ガスシャワーヘッド２５に印加されてもよい。 The mounting table 20 is connected to a power supply device 30 that supplies high frequency power of two superimposed frequencies. The power supply device 30 includes a first high-frequency power source 32 that supplies a first high-frequency power (high-frequency power for plasma generation) having a first frequency, and a second high-frequency power having a second frequency lower than the first frequency (for generating a bias voltage). And a second high frequency power supply 34 for supplying high frequency power). The first high frequency power supply 32 is electrically connected to the mounting table 20 via the first matching unit 33. The second high frequency power supply 34 is electrically connected to the mounting table 20 via the second matching unit 35. The first high frequency power supply 32 applies, for example, a first high frequency power of 60 MHz to the mounting table 20. The second high frequency power supply 34 applies a second high frequency power of 13.56 MHz to the mounting table 20, for example. Although the first high-frequency power is applied to the mounting table 20 in the present embodiment, it may be applied to the gas shower head 25.

第１整合器３３は、第１高周波電源３２の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第２整合器３５は、第２高周波電源３４の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させる。第１整合器３３は、チャンバ１０内にプラズマが生成されているときに第１高周波電源３２の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。第２整合器３５は、チャンバ１０内にプラズマが生成されているときに第２高周波電源３４の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとが見かけ上一致するように機能する。 The first matching unit 33 matches the load impedance to the internal (or output) impedance of the first high frequency power supply 32. The second matching unit 35 matches the load impedance to the internal (or output) impedance of the second high frequency power supply 34. The first matching unit 33 functions so that the internal impedance of the first high frequency power supply 32 and the load impedance apparently match each other when plasma is generated in the chamber 10. The second matching box 35 functions so that the internal impedance of the second high frequency power supply 34 and the load impedance apparently match when plasma is generated in the chamber 10.

載置台２０の上部には、載置台２０と対向するようにガスシャワーヘッド２５が配置されている。ガスシャワーヘッド２５は、周縁部を被覆するシールドリング４０を介してチャンバ１０の天井部の開口を閉塞するように取り付けられている。ガスシャワーヘッド２５は、図１に示すように電気的に接地してもよい。また、ガスシャワーヘッド２５は、可変直流電源を接続して所定の直流（ＤＣ）電圧を印加してもよい。 A gas shower head 25 is arranged above the mounting table 20 so as to face the mounting table 20. The gas shower head 25 is attached so as to close the opening of the ceiling of the chamber 10 via a shield ring 40 that covers the peripheral edge. The gas shower head 25 may be electrically grounded as shown in FIG. Further, the gas shower head 25 may be connected to a variable DC power source to apply a predetermined direct current (DC) voltage.

ガスシャワーヘッド２５には、ガスを導入するガス導入口４５が形成されている。ガスシャワーヘッド２５の内部にはガス導入口４５に連通する拡散室５０が設けられている。ガス導入口４５は、ガス配管を介してガス供給源１５に接続されている。ガス供給源１５は、プラズマ処理に用いる各種のガスを供給する。ガス供給源１５から出力されたガスは、ガス導入口４５を介して拡散室５０に供給され、拡散室５０にて拡散されて多数のガス供給孔５５から載置台２０に向けて導入される。 The gas shower head 25 is formed with a gas inlet 45 for introducing gas. Inside the gas shower head 25, a diffusion chamber 50 communicating with the gas inlet 45 is provided. The gas inlet 45 is connected to the gas supply source 15 via a gas pipe. The gas supply source 15 supplies various gases used for plasma processing. The gas output from the gas supply source 15 is supplied to the diffusion chamber 50 via the gas introduction port 45, diffused in the diffusion chamber 50, and introduced from the numerous gas supply holes 55 toward the mounting table 20.

エッチング装置１は、ウェハＷを加熱するために、ウェハＷに対して電磁波を照射する照射部が設けられている。本実施形態では、電磁波として、マイクロ波をウェハＷに照射してウェハＷを加熱する場合を例に説明する。エッチング装置１は、照射部として、マイクロ波発生部９０と、導波管９１とが設けられている。マイクロ波発生部９０は、チャンバ１０外、例えば、ガスシャワーヘッド２５の上部に配置されている。マイクロ波発生部９０は、マグネトロンなどを含んで構成され、マイクロ波を発生する。マイクロ波の周波数としては、例えば、２．４５ＧＨｚや５．８５ＧＨｚが挙げられる。ガスシャワーヘッド２５の周辺には、石英窓９２が設けられている。導波管９１は、一端がマイクロ波発生部９０に接続され、他端が石英窓９２に接続されており、マイクロ波が載置台２０に向けて照射されるように配置されている。マイクロ波発生部９０で発生したマイクロ波は、導波管９１および石英窓９２を介して載置台２０に向けて照射される。載置台２０に載置されたウェハＷは、照射されたマイクロ波を吸収して内部加熱により発熱し、温度が上昇する。なお、エッチング装置１は、チャンバ１０内、例えば、ガスシャワーヘッド２５にアンテナを配置し、アンテナからマイクロ波を発振して載置台２０に載置されたウェハＷにマイクロ波を照射してもよい。また、エッチング装置１は、ガスシャワーヘッド２５の中央部やチャンバ１０の側壁に石英窓を設け、ガスシャワーヘッド２５の中央部やチャンバ１０の側壁からマイクロ波をウェハＷに照射してもよい。 The etching apparatus 1 is provided with an irradiation unit that irradiates the wafer W with electromagnetic waves in order to heat the wafer W. In the present embodiment, a case will be described as an example in which microwaves are applied to the wafer W as electromagnetic waves to heat the wafer W. The etching apparatus 1 is provided with a microwave generation unit 90 and a waveguide 91 as irradiation units. The microwave generation unit 90 is arranged outside the chamber 10, for example, above the gas shower head 25. The microwave generator 90 is configured to include a magnetron or the like, and generates microwaves. Examples of the frequency of the microwave include 2.45 GHz and 5.85 GHz. A quartz window 92 is provided around the gas shower head 25. The waveguide 91 has one end connected to the microwave generation unit 90 and the other end connected to the quartz window 92, and is arranged so that microwaves are radiated toward the mounting table 20. The microwave generated by the microwave generator 90 is applied to the mounting table 20 through the waveguide 91 and the quartz window 92. The wafer W mounted on the mounting table 20 absorbs the irradiated microwave and generates heat by internal heating, and the temperature rises. The etching apparatus 1 may arrange an antenna in the chamber 10, for example, in the gas shower head 25, oscillate microwaves from the antenna, and irradiate the wafer W mounted on the mounting table 20 with microwaves. .. Further, in the etching apparatus 1, a quartz window may be provided in the central portion of the gas shower head 25 or the sidewall of the chamber 10 and the wafer W may be irradiated with microwaves from the central portion of the gas shower head 25 or the sidewall of the chamber 10.

チャンバ１０の底面には、排気口６０が形成されている。排気口６０には、排気装置６５が接続されている。排気装置６５は、チャンバ１０内を排気する。チャンバ１０内は、プラズマ処理の際、排気装置６５によって所定の真空度に維持される。チャンバ１０の側壁には、ゲートバルブＧが設けられている。ゲートバルブＧは、チャンバ１０からウェハＷの搬入及び搬出を行う際に搬出入口を開閉する。 An exhaust port 60 is formed on the bottom surface of the chamber 10. An exhaust device 65 is connected to the exhaust port 60. The exhaust device 65 exhausts the inside of the chamber 10. During the plasma processing, the inside of the chamber 10 is maintained at a predetermined vacuum degree by the exhaust device 65. A gate valve G is provided on the side wall of the chamber 10. The gate valve G opens and closes the loading/unloading port when loading and unloading the wafer W from the chamber 10.

エッチング装置１には、装置全体の動作を制御する制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａと、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｂと、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｃと、補助記憶装置等の記憶部１００ｄとを有する。 The etching apparatus 1 is provided with a control unit 100 that controls the operation of the entire apparatus. The control unit 100 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 100a, a RAM (Random Access Memory) 100b, a ROM (Read Only Memory) 100c, and a storage unit 100d such as an auxiliary storage device.

記憶部１００ｄは、エッチング装置１を制御する制御プログラムや後述するエッチング処理を実行するプログラムなど各種プログラムを記憶する。さらに、記憶部１００ｄは、レシピなどのエッチング処理のプロセス条件を記憶する。レシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種ガス流量などが記載されている。また、レシピには、チャンバ内温度（上部電極温度、チャンバの側壁温度、ウェハＷ温度（静電チャック温度）など）、チラー１０７から出力される冷媒の温度などが記載されている。なお、これらのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。 The storage unit 100d stores various programs such as a control program for controlling the etching apparatus 1 and a program for executing an etching process described later. Further, the storage unit 100d stores the process conditions of the etching process such as the recipe. The recipe describes process time, pressure (gas exhaust), high-frequency power and voltage, various gas flow rates, and the like, which are device control information for process conditions. Further, the recipe describes the temperature inside the chamber (the upper electrode temperature, the chamber side wall temperature, the wafer W temperature (electrostatic chuck temperature), etc.), the temperature of the coolant output from the chiller 107, and the like. The programs and the recipes indicating the processing conditions may be stored in the hard disk or the semiconductor memory. Alternatively, the recipe may be set at a predetermined position and read while being stored in a portable computer-readable storage medium such as a CD-ROM or a DVD.

制御部１００は、ＣＰＵ１００ａが、記憶部１００ｄに格納されたプログラムや、プラズマ処理のプロセス条件に基づいて動作し、装置全体の動作を制御する。なお、制御部１００は、エッチング装置１の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部１００が外部に設けられている場合、制御部１００は、有線又は無線等の通信手段によって、エッチング装置１を制御することができる。 In the control unit 100, the CPU 100a operates based on the program stored in the storage unit 100d and the process condition of the plasma processing, and controls the operation of the entire apparatus. The control unit 100 may be provided inside the etching apparatus 1 or outside the etching apparatus 1. When the control unit 100 is provided outside, the control unit 100 can control the etching apparatus 1 by a wired or wireless communication means.

次に、エッチング装置１によりウェハＷをエッチングする流れを簡単に説明する。エッチング装置１は、ゲートバルブＧを開状態とする。エッチング装置１には、図示しないロボットアームにより、エッチング対象のウェハＷがゲートバルブＧを介して、チャンバ１０内へ搬入され、載置台２０上に載置される。ウェハＷには、エッチング対象膜として、シリコン含有膜が形成されている。シリコン含有膜としては、例えば、Ｓｉ膜、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳＩＣ膜、低誘電率材料膜（Low-k膜）が挙げられる。エッチング装置１は、ロボットアーム退出後、ゲートバルブＧを閉状態とする。 Next, the flow of etching the wafer W by the etching apparatus 1 will be briefly described. The etching apparatus 1 opens the gate valve G. In the etching apparatus 1, a wafer W to be etched is carried into the chamber 10 via the gate valve G by a robot arm (not shown) and placed on the mounting table 20. A silicon-containing film is formed on the wafer W as a film to be etched. Examples of the silicon-containing film include Si film, SiO 2 film, SiN film, SIC film, and low dielectric constant material film (Low-k film). The etching apparatus 1 closes the gate valve G after leaving the robot arm.

エッチング装置１は、排気装置６５によりチャンバ１０内をエッチングに適した所定の真空度に排気する。また、エッチング装置１は、直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａに直流電圧ＨＶを印加し、クーロン力によってウェハＷを静電チャック１０６に吸着して保持する。 The etching apparatus 1 exhausts the inside of the chamber 10 to a predetermined degree of vacuum suitable for etching by the exhaust apparatus 65. Further, the etching apparatus 1 applies a DC voltage HV from the DC voltage source 112 to the chuck electrode 106a, and attracts and holds the wafer W on the electrostatic chuck 106 by the Coulomb force.

エッチング装置１は、ウェハＷのエッチング処理を開始する。例えば、エッチング装置１は、チラー１０７からの冷却した冷媒を冷媒入口配管１０４ｂ、冷媒流路１０４ａ及び冷媒出口配管１０４ｃに循環させて、載置台２０、静電チャック１０６およびウェハＷを低温に冷却する。例えば、エッチング装置１は、３０℃以下に冷却した冷媒を循環させて、ウェハＷを３０℃以下に冷却する。そして、エッチング装置１は、ガス供給源１５からエッチング用のガスを供給し、ガスシャワーヘッド２５からエッチング用のガスをチャンバ１０内に供給する。また、エッチング装置１は、電力供給装置３０から重畳した２周波の電力を載置台２０に印加する。例えば、エッチング装置１は、第１高周波電源３２から第１高周波電力を載置台２０に印加する。また、エッチング装置１は、第２高周波電源３４から第２高周波電力を載置台２０に印加する。これにより、エッチング装置１では、チャンバ１０内にプラズマが生成され、生成されたプラズマによりウェハＷのシリコン含有膜がエッチングされる。 The etching apparatus 1 starts the etching process of the wafer W. For example, the etching apparatus 1 circulates the cooled coolant from the chiller 107 through the coolant inlet pipe 104b, the coolant flow passage 104a, and the coolant outlet pipe 104c to cool the mounting table 20, the electrostatic chuck 106, and the wafer W to a low temperature. .. For example, the etching apparatus 1 circulates a coolant cooled to 30° C. or lower to cool the wafer W to 30° C. or lower. Then, the etching apparatus 1 supplies the etching gas from the gas supply source 15 and supplies the etching gas from the gas shower head 25 into the chamber 10. Further, the etching apparatus 1 applies the two-frequency electric power superimposed from the electric power supply apparatus 30 to the mounting table 20. For example, the etching apparatus 1 applies the first high frequency power from the first high frequency power supply 32 to the mounting table 20. Further, the etching apparatus 1 applies the second high frequency power from the second high frequency power supply 34 to the mounting table 20. As a result, in the etching apparatus 1, plasma is generated in the chamber 10, and the silicon-containing film on the wafer W is etched by the generated plasma.

エッチング装置１は、エッチング処理後、直流電圧源１１２からチャック電極１０６ａにウェハＷの吸着時とは正負が逆の直流電圧ＨＶを印加してウェハＷの電荷を除電し、ウェハＷを静電チャック１０６から剥がす。エッチング装置１は、ゲートバルブＧを開状態とする。エッチング装置１には、図示しないロボットアームがゲートバルブＧを介してチャンバ１０内に侵入し、ウェハＷが載置台２０上から搬出される。エッチング装置１は、ロボットアーム退出後、ゲートバルブＧを閉状態とする。 After the etching process, the etching apparatus 1 applies a DC voltage HV from the DC voltage source 112 to the chuck electrode 106a that has a positive and negative polarity opposite to that when the wafer W is attracted to eliminate the electric charge of the wafer W and electrostatically chuck the wafer W. Remove from 106. The etching apparatus 1 opens the gate valve G. In the etching apparatus 1, a robot arm (not shown) enters the chamber 10 via the gate valve G, and the wafer W is unloaded from the mounting table 20. The etching apparatus 1 closes the gate valve G after leaving the robot arm.

エッチング装置１は、ウェハＷを低温に冷却してエッチングを行うことで、ウェハＷを常温でエッチングした場合と比較して、シリコン含有膜を高いエッチングレートでエッチングできる。 The etching apparatus 1 cools the wafer W at a low temperature and performs etching, so that the silicon-containing film can be etched at a higher etching rate than when the wafer W is etched at room temperature.

図２は、実施形態に係るシリコン含有膜のエッチングレートの一例を示す図である。図２には、冷媒の温度を−４０℃から−６０℃として、エッチング用のガスとしてＣＦ４ガス、Ｈ２ガスを供給し、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜をエッチングした際のエッチングレートが示されている。ウェハＷは、冷媒の温度と同程度の−４０℃から−６０℃に冷却される。図２では、冷媒の温度を−４０℃から−６０℃とした場合を示したが、一例であり、冷媒の温度は、これに限定されるものではない。エッチング装置１は、例えば、Ｓｉ膜、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜などのシリコン含有膜をエッチングする場合、ウェハＷの温度を−３０℃以下に冷却してエッチングすることで、高いエッチングレートでエッチングできる。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the etching rate of the silicon-containing film according to the embodiment. FIG. 2 shows the etching rate when the temperature of the coolant is -40° C. to -60° C., the CF 4 gas and the H 2 gas are supplied as the etching gas, and the SiO 2 film and the SiN film are etched. ing. The wafer W is cooled from -40°C to -60°C, which is almost the same as the temperature of the coolant. FIG. 2 shows the case where the temperature of the refrigerant is set to -40°C to -60°C, but this is an example, and the temperature of the refrigerant is not limited to this. For example, when etching a silicon-containing film such as a Si film, a SiO 2 film, or a SiN film, the etching apparatus 1 cools the temperature of the wafer W to −30° C. or lower and performs etching at a high etching rate. ..

ところで、エッチング装置１は、ウェハＷのエッチングを行った場合、ウェハＷに反応生成物が生成され、反応生成物の影響によりエッチング形状の悪化やエッチストップなどのエッチング不良が発生する場合がある。例えば、エッチング装置１は、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜のエッチングを行った場合、ウェハＷには、（ＮＨ４）２ＳｉＦ６（アンモニウムフルオロシリケート（ammonium fluorosilicate））が反応生成物として生成される。以下、（ＮＨ４）２ＳｉＦ６を「ＡＦＳ」とも称する。この反応生成物は、ウェハＷの温度を低温（例えば、−３０℃以下）とした場合、揮発性が低下によりウェハＷに残留し、エッチング形状の悪化やエッチストップなどのエッチング不良を発生させる場合がある。 By the way, in the etching apparatus 1, when the wafer W is etched, a reaction product may be generated on the wafer W, and an etching shape may be deteriorated or an etching defect such as an etch stop may occur due to the influence of the reaction product. For example, when the etching apparatus 1 performs etching of the SiO 2 film and the SiN film, (NH 4 ) 2 SiF 6 (ammonium fluorosilicate) is generated on the wafer W as a reaction product. Hereinafter, (NH 4 ) 2 SiF 6 is also referred to as “AFS”. When the temperature of the wafer W is low (for example, −30° C. or lower), this reaction product remains on the wafer W due to a decrease in volatility and causes etching defects such as deterioration of etching shape and etching stop. There is.

図３は、実施形態に係る蒸気圧曲線の一例を示す図である。図３には、ＳｉＯ２膜やＳｉＮ膜をエッチングした場合に生成される主要な物質の蒸気圧曲線が示されている。例えば、ＳｉＯ２膜やＳｉＮ膜をエッチングした場合、反応生成物として、ＡＦＳが生成される。また、ＣＯ、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、ＮＨ３、ＳｉＨ４が生成される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a vapor pressure curve according to the embodiment. FIG. 3 shows vapor pressure curves of main substances generated when the SiO 2 film and the SiN film are etched. For example, when the SiO 2 film or the SiN film is etched, AFS is generated as a reaction product. Further, CO, SiF 4 , SiH 4 , NH 3 , and SiH 4 are generated.

ＣＯ、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、ＮＨ３は、飽和蒸気圧の温度が低く、低温（例えば、−３０℃）とした場合でも、揮発する。なお、Ｓｉ膜や、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜などのシリコン含有膜は、エッチングの際、主に、ＳｉＨ４ガスに変化して揮発する。しかし、ウェハＷの温度が低すぎると、ＳｉＨ４が揮発しなくなる。例えば、ウェハＷの温度が、エッチングの際のチャンバ１０内の圧力に対するＳｉＨ４の飽和蒸気圧の温度以下となると、ＳｉＨ４が揮発しなくなる。よって、エッチングを実施可能なウェハＷの温度には、下限がある。例えば、シリコン含有膜をエッチングする場合、ウェハＷの下限の温度は、チャンバ１０内の圧力に対するＳｉＨ４の飽和蒸気圧の温度である。エッチング装置１は、下限の温度よりも高い温度にウェハＷの温度を温調する必要がある。本実施形態に係るエッチング装置１は、シリコン含有膜をエッチングする場合、ウェハＷを、例えば、−３０℃〜−６０℃の範囲に冷却（温調）する。 CO, SiF 4 , SiH 4 , and NH 3 have a low saturated vapor pressure temperature and volatilize even at a low temperature (for example, −30° C.). Note that the Si-containing film and the silicon-containing film such as the SiO 2 film and the SiN film are mainly changed into SiH 4 gas and volatilize during etching. However, if the temperature of the wafer W is too low, SiH 4 will not volatilize. For example, when the temperature of the wafer W becomes equal to or lower than the temperature of the saturated vapor pressure of SiH 4 with respect to the pressure inside the chamber 10 during etching, SiH 4 will not volatilize. Therefore, the temperature of the wafer W at which etching can be performed has a lower limit. For example, when etching a silicon-containing film, the lower limit temperature of the wafer W is the temperature of the saturated vapor pressure of SiH 4 with respect to the pressure inside the chamber 10. The etching apparatus 1 needs to control the temperature of the wafer W to a temperature higher than the lower limit temperature. When etching the silicon-containing film, the etching apparatus 1 according to the present embodiment cools (temperature-controls) the wafer W, for example, in the range of −30° C. to −60° C.

一方、ＡＦＳは、飽和蒸気圧の温度が高く、低温（例えば、−３０℃）とした場合、揮発せずに反応生成物としてウェハＷに残留する。 On the other hand, AFS has a high saturated vapor pressure temperature, and when the temperature is low (for example, −30° C.), it does not volatilize and remains on the wafer W as a reaction product.

そこで、エッチング装置１は、エッチング中にウェハＷに対して一時的にマイクロ波を照射してウェハＷを加熱する。例えば、エッチング装置１は、マイクロ波を、例えば、数秒程度、パルス状にウェハＷに照射してウェハＷを加熱する。ウェハＷを加熱することで、ウェハＷに残留した反応生成物は、揮発して除去されるため、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制できる。 Therefore, the etching apparatus 1 heats the wafer W by temporarily irradiating the wafer W with microwaves during etching. For example, the etching apparatus 1 heats the wafer W by irradiating the wafer W in a pulsed manner with microwaves for about several seconds, for example. By heating the wafer W, the reaction products remaining on the wafer W are volatilized and removed, so that the occurrence of etching defects due to the influence of the reaction products can be suppressed.

図４は、実施形態に係るエッチング処理の流れを示すタイミングチャートである。図５は、実施形態に係るエッチング処理中のウェハの状態を模式的に示した図である。図５（Ａ）に示すように、ウェハＷは、エッチング対象膜としてシリコン酸化膜１５０が形成され、シリコン酸化膜１５０上にマスク膜１５１が設けられている。シリコン酸化膜１５０は、例えば、Ｓｉ膜や、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜である。なお、シリコン酸化膜１５０は、Ｓｉ膜、ＳｉＯ２膜およびＳｉＮ膜を積層した積層膜であってもよい。例えば、シリコン酸化膜１５０は、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜とを積層した積層膜であってもよい。マスク膜１５１は、ポリシリコン膜、有機膜、アモルファスカーボン膜、チタンナイトライド（ＴｉＮ）膜等を使用することができる。マスク膜１５１には、シリコン酸化膜１５０に到達するパターンＰが形成されている。 FIG. 4 is a timing chart showing the flow of the etching process according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of the wafer during the etching process according to the embodiment. As shown in FIG. 5A, in the wafer W, a silicon oxide film 150 is formed as an etching target film, and a mask film 151 is provided on the silicon oxide film 150. The silicon oxide film 150 is, for example, a Si film, a SiO 2 film, or a SiN film. The silicon oxide film 150 may be a laminated film formed by laminating a Si film, a SiO 2 film and a SiN film. For example, the silicon oxide film 150 may be a laminated film in which a SiO 2 film and a SiN film are laminated. As the mask film 151, a polysilicon film, an organic film, an amorphous carbon film, a titanium nitride (TiN) film, or the like can be used. A pattern P reaching the silicon oxide film 150 is formed on the mask film 151.

エッチング装置１は、冷却した冷媒を循環させて、ウェハＷを−３０℃〜−６０℃に冷却する。そして、エッチング装置１は、ガス供給源１５からエッチング用のガスをチャンバ１０内に供給しつつ、電力供給装置３０から重畳した２周波の高周波電力を載置台２０に印加してチャンバ１０内にプラズマを生成してエッチングを行う。図４には、エッチング処理中のウェハＷの温度が示されている。また、図４には、電力供給装置３０から重畳した２周波の高周波電力（ＲＦ）が印加している期間が示されている。２周波の高周波電力（ＲＦ）が印加されている期間は、プラズマが生成されている期間に対応する。また、図４には、マイクロ波を照射する照射期間が示されている。図５（Ｂ）は、図４の期間Ｔ１でのウェハＷの状態を示している。ウェハＷは、マスク膜１５１のパターンＰに沿ってシリコン酸化膜１５０がエッチングされ、シリコン酸化膜１５０に凹部１５３が形成される。しかし、エッチングに伴いＡＦＳなどの反応生成物が発生して凹部１５３に反応生成物１５４が残留する。 The etching apparatus 1 circulates the cooled coolant to cool the wafer W to −30° C. to −60° C. Then, the etching apparatus 1 supplies the etching gas from the gas supply source 15 into the chamber 10 and applies the superposed two-frequency high-frequency power from the power supply apparatus 30 to the mounting table 20 to generate plasma in the chamber 10. Are generated and etching is performed. FIG. 4 shows the temperature of the wafer W during the etching process. In addition, FIG. 4 illustrates a period in which the two-frequency radio frequency power (RF) applied from the power supply device 30 is applied. The period in which the two-frequency radio frequency power (RF) is applied corresponds to the period in which plasma is generated. Further, FIG. 4 shows an irradiation period in which the microwave is irradiated. FIG. 5B shows the state of the wafer W during the period T1 of FIG. In the wafer W, the silicon oxide film 150 is etched along the pattern P of the mask film 151, and the recess 153 is formed in the silicon oxide film 150. However, a reaction product such as AFS is generated with the etching, and the reaction product 154 remains in the recess 153.

エッチング装置１は、エッチング中にウェハＷに対して一時的にマイクロ波を照射してウェハＷを加熱する。図４の期間Ｔ２では、最初にマイクロ波をパルス状にウェハＷに照射している。マイクロ波が照射されたことにより、ウェハＷは、温度が急速に上昇する。図５（Ｃ）は、図４の期間Ｔ２でのウェハＷの状態を示している。ウェハＷでは、温度が上昇したことにより、反応生成物１５４が昇華し、凹部１５３から反応生成物１５４が除去される。マイクロ波の照射が停止すると、載置台２０からの冷却に伴い、ウェハＷの温度が低下する。ここで、マイクロ波の影響により、プラズマの状態が乱れる場合がある。そこで、本実施形態に係るエッチング装置１は、マイクロ波の照射期間の間、２周波の高周波電力（ＲＦ）の印加を停止して、プラズマを一時的に消失させる。これにより、マイクロ波の影響によりプラズマの状態が乱れ、エッチングに影響することを抑制できる。なお、エッチング装置１は、マイクロ波が照射されている期間も高周波電力（ＲＦ）の印加を継続してエッチングを継続してもよい。これにより、エッチングの期間を長くできる。 The etching apparatus 1 heats the wafer W by temporarily irradiating the wafer W with microwaves during etching. In the period T2 of FIG. 4, the microwave is first applied to the wafer W in a pulsed manner. The temperature of the wafer W rises rapidly due to the irradiation of the microwave. FIG. 5C shows the state of the wafer W during the period T2 of FIG. In the wafer W, the reaction product 154 is sublimated due to the temperature rise, and the reaction product 154 is removed from the recess 153. When the microwave irradiation is stopped, the temperature of the wafer W is lowered due to the cooling from the mounting table 20. Here, the state of plasma may be disturbed by the influence of microwaves. Therefore, the etching apparatus 1 according to the present embodiment stops the application of the high frequency power (RF) of two frequencies during the microwave irradiation period to temporarily extinguish the plasma. As a result, it is possible to prevent the plasma state from being disturbed by the influence of the microwaves and affecting the etching. The etching apparatus 1 may continue the etching by continuing to apply the high frequency power (RF) even during the irradiation of the microwave. Thereby, the etching period can be extended.

エッチング装置１は、マイクロ波の照射停止後、２周波の高周波電力（ＲＦ）の印加を再開してチャンバ１０内にプラズマを生成してエッチングを行う。図５（Ｄ）は、図４の期間Ｔ３でのウェハＷの状態を示している。ウェハＷでは、凹部１５３がさらに深くエッチングされている。しかし、エッチングに伴いＡＦＳなどの反応生成物が発生して凹部１５３に反応生成物１５４が残留する。エッチング装置１は、図４の期間Ｔ２と同様に、エッチング中にウェハＷに対して一時的にマイクロ波を照射してウェハＷを加熱することを定期的に繰り返す。これにより、エッチング中、定期的に反応生成物１５４が昇華して除去され、反応生成物の影響によるエッチング形状の悪化やエッチストップなどのエッチング不良の発生が抑制される。 After the microwave irradiation is stopped, the etching apparatus 1 restarts the application of high frequency power (RF) of two frequencies to generate plasma in the chamber 10 and perform etching. FIG. 5D shows the state of the wafer W during the period T3 of FIG. In the wafer W, the recess 153 is etched deeper. However, a reaction product such as AFS is generated with the etching, and the reaction product 154 remains in the recess 153. As in the period T2 of FIG. 4, the etching apparatus 1 periodically repeats heating the wafer W by irradiating the wafer W with microwaves during etching. As a result, the reaction product 154 is sublimated and removed at regular intervals during etching, and the occurrence of etching defects such as deterioration of the etching shape and etching stop due to the influence of the reaction product is suppressed.

このように、エッチング装置１は、エッチング中に、一時的にマイクロ波を照射してウェハＷを加熱し、反応生成物１５４を昇華させることを定期的に繰り返すことで、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制してエッチングを行うことができる。 As described above, the etching apparatus 1 periodically irradiates the microwave W to heat the wafer W to sublimate the reaction product 154 during etching, thereby repeating the influence of the reaction product. Etching can be performed while suppressing the occurrence of etching defects.

次に、反応生成物の昇華に必要なウェハＷの温度について説明する。ウェハＷに残留する反応生成物を昇華させるためには、マイクロ波によりウェハＷを反応生成物の昇華温度以上に加熱する必要がある。しかし、ウェハＷは、プラズマからも入熱がある。このため、エッチング装置１は、マイクロ波のみでウェハＷを反応生成物の昇華温度まで加熱しなくてもよい。例えば、反応生成がＡＦＳである場合、エッチング装置１は、マイクロ波により、例えば、図４の期間Ｔ１に示したエッチング中よりもウェハＷを４０℃以上昇温できればＡＦＳによる反応生成の大部分を除去できる。 Next, the temperature of the wafer W required for sublimation of the reaction product will be described. In order to sublimate the reaction product remaining on the wafer W, it is necessary to heat the wafer W to a temperature above the sublimation temperature of the reaction product by microwaves. However, the wafer W also receives heat from the plasma. Therefore, the etching apparatus 1 does not have to heat the wafer W to the sublimation temperature of the reaction product only by the microwave. For example, in the case where the reaction generation is AFS, the etching apparatus 1 uses the microwave to perform most of the reaction generation by AFS if the temperature of the wafer W can be raised by 40° C. or more than during the etching shown in the period T1 of FIG. Can be removed.

次に、一例として、ウェハＷの温度を上昇させるために必要なエネルギーの一例を説明する。ウェハＷは、シリコンウエハであり、重さが１２５［ｇ］であり、比熱が０．７１［Ｊ／ｇ］とする。この場合、例えば、ウェハＷの温度を１００℃上昇させる場合、必要な熱量Ｑは、以下の式（１）から求まる。 Next, as an example, an example of energy required to raise the temperature of the wafer W will be described. The wafer W is a silicon wafer, has a weight of 125 [g], and has a specific heat of 0.71 [J/g]. In this case, for example, when the temperature of the wafer W is increased by 100° C., the required heat quantity Q is obtained from the following equation (1).

Ｑ＝０．７１×１２５×１００＝８８７５［Ｊ］ （１） Q = 0.71 x 125 x 100 = 8875 [J] (1)

マイクロ波は、ウェハＷの表皮から１００μｍ程度の深さまで侵入する。ウェハＷの厚みを７７５μｍとすると、ウェハＷの表面付近（例えば、ウェハＷの表皮から１００μｍ）を１００℃上昇させる場合、必要な熱量Ｑ´は、以下の式（２）から求まる。 The microwave penetrates from the surface of the wafer W to a depth of about 100 μm. When the thickness of the wafer W is 775 μm, when the temperature near the surface of the wafer W (for example, 100 μm from the skin of the wafer W) is increased by 100° C., the necessary heat quantity Q′ is obtained from the following equation (2).

Ｑ´＝８８７５×（１００／７７５）＝１１５５［Ｊ］ （２） Q'=8875×(100/775)=1155[J] (2)

よって、例えば、ウェハＷの表面付近のみを１００℃上昇させる場合は、マイクロ波を１１１５［Ｗ］の投入電力で１秒間照射すれはよい。 Therefore, for example, when the temperature near the surface of the wafer W is increased by 100° C., it is sufficient to irradiate the microwave with the input power of 1115 [W] for 1 second.

次に、加熱したウェハＷの冷却に必要な冷却時間の一例を説明する。例えば、加熱したウェハＷの温度変化を求めるため、ウェハＷと載置台２０の静電チャック１０６をモデル化する。図６は、実施形態に係る冷却時間の算出に用いる計算モデルの一例を模式的に示す図である。図６の計算モデルには、ウェハ部１６０とＥＳＣ部１６１が重なるように設けられている。ウェハ部１６０は、ウェハＷをモデル化したものである。ＥＳＣ部１６１は、静電チャック１０６をモデル化したものである。計算モデルは、ウェハ部１６０及びＥＳＣ部１６１の厚さ方向をｘ軸方向とし、ウェハ部１６０の表面をｘ軸のゼロとする。また、ウェハ部１６０の厚さは、Ｌとする。この場合、ｘ軸方向の１次元の熱伝導方程式は、以下の式（３）のように表せる。 Next, an example of the cooling time required for cooling the heated wafer W will be described. For example, in order to obtain the temperature change of the heated wafer W, the wafer W and the electrostatic chuck 106 of the mounting table 20 are modeled. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a calculation model used to calculate the cooling time according to the embodiment. In the calculation model of FIG. 6, the wafer unit 160 and the ESC unit 161 are provided so as to overlap each other. The wafer unit 160 is a model of the wafer W. The ESC unit 161 is a model of the electrostatic chuck 106. In the calculation model, the thickness direction of the wafer unit 160 and the ESC unit 161 is the x-axis direction, and the surface of the wafer unit 160 is zero on the x-axis. Further, the thickness of the wafer unit 160 is L. In this case, the one-dimensional heat conduction equation in the x-axis direction can be expressed as the following equation (3).

Figure 2020115498
Figure 2020115498

ここで、
ρは、ウェハＷの密度である。例えば、ρは、２３００［Ｋｇ／ｍ３］とする。
αは、ウェハＷの熱伝導率である。例えば、αは、１４９［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］とする。
ｃは、ウェハＷの単位体積熱容量である。例えば、ｃは、１６０００００［Ｊ／（Ｋ・ｍ３）］とする。
Ｔ０は、静電チャック１０６に対するウェハＷの初期の温度差である。例えば、ウェハＷの表面付近のみを１００℃上昇させた場合、Ｔ０は、１００［℃］とする。
Ｌは、ウェハＷの厚さである。例えば、Ｌは、７５０［μｍ］とする。 here,
ρ is the density of the wafer W. For example, ρ is set to 2300 [Kg/m 3 ].
α is the thermal conductivity of the wafer W. For example, α is 149 [W/(m·K)].
c is the unit volume heat capacity of the wafer W. For example, c is set to 1600000 [J/(K·m 3 )].
T 0 is the initial temperature difference of the wafer W with respect to the electrostatic chuck 106. For example, when the temperature near the surface of the wafer W is increased by 100° C., T 0 is set to 100 [° C.].
L is the thickness of the wafer W. For example, L is 750 [μm].

ウェハ部１６０の表面（０μｍ）から１００μｍの範囲を、ＥＳＣ部１６１に対して１００℃上昇させた場合、計算モデルの境界条件は、以下の式（４）のように表せる。 When the range of 100 μm from the surface (0 μm) of the wafer unit 160 is raised by 100° C. with respect to the ESC unit 161, the boundary condition of the calculation model can be expressed by the following equation (4).

Figure 2020115498
Figure 2020115498

式（４）の境界条件を用いて式（３）の熱伝導方程式からウェハ部１６０の表面（ｘ＝０μｍ）の温度変化を求める。図７は、実施形態に係る温度変化の一例を示す図である。図７には、ＥＳＣ部１６１の温度に対するウェハ部１６０の表面の温度の差（ΔＴ）の経時的な変化が示されている。図７に示すように、ＥＳＣ部１６１に対してウェハ部１６０の表面を１００℃上昇させた場合でも、ウェハ部１６０の表面の温度は、ミリ秒のオーダーでΔＴが急速に小さくなる。すなわち、ウェハＷは、マイクロ波の照射を停止した場合、静電チャック１０６により急速に冷却される。 Using the boundary condition of equation (4), the temperature change of the surface (x=0 μm) of the wafer unit 160 is obtained from the heat conduction equation of equation (3). FIG. 7: is a figure which shows an example of the temperature change which concerns on embodiment. FIG. 7 shows the change over time in the difference (ΔT) in the temperature of the surface of the wafer unit 160 with respect to the temperature of the ESC unit 161. As shown in FIG. 7, even when the surface of the wafer unit 160 is raised by 100° C. with respect to the ESC unit 161, the surface temperature of the wafer unit 160 rapidly decreases ΔT in the order of milliseconds. That is, the wafer W is rapidly cooled by the electrostatic chuck 106 when the microwave irradiation is stopped.

ウェハＷは、静電チャック１０６から抜熱されて冷却されているため、マイクロ波を照射した際の温度の上昇率が低くなる。そこで、エッチング装置１は、マイクロ波を照射してウェハＷを加熱する際に所定の基板温度にするために伝熱ガスの供給量を制御してもよい。例えば、エッチング装置１は、マイクロ波の照射期間の間、伝熱ガス供給源８５から静電チャック１０６とウェハＷとの間に供給される伝熱ガスの供給量を減少させてもよい。エッチング装置１は、マイクロ波の照射期間の間、伝熱ガスの供給量を減少させた場合、ウェハＷから静電チャック１０６への抜熱量が減少するため、マイクロ波によりウェハＷの温度を速やかに上昇させることができる。 Since the wafer W is removed from the electrostatic chuck 106 and cooled, the rate of increase in temperature upon irradiation with microwaves is low. Therefore, the etching apparatus 1 may control the supply amount of the heat transfer gas in order to bring the substrate temperature to a predetermined value when the wafer W is heated by irradiation with microwaves. For example, the etching apparatus 1 may reduce the amount of heat transfer gas supplied from the heat transfer gas supply source 85 between the electrostatic chuck 106 and the wafer W during the microwave irradiation period. In the etching apparatus 1, when the supply amount of the heat transfer gas is reduced during the microwave irradiation period, the heat removal amount from the wafer W to the electrostatic chuck 106 is reduced, so that the temperature of the wafer W is quickly increased by the microwave. Can be raised to.

ここで、例えば、エッチング装置１は、エッチング中に、載置台２０や静電チャック１０６を加熱して、載置台２０や静電チャック１０６の温度を上昇させて反応生成物を昇華させることが考えられる。しかし、載置台２０や静電チャック１０６は、昇温スピードが遅く、また、加熱されると低温への切り替えに時間がかかるなどの問題がある。 Here, for example, it is considered that the etching apparatus 1 heats the mounting table 20 or the electrostatic chuck 106 during etching to raise the temperature of the mounting table 20 or the electrostatic chuck 106 to sublimate the reaction product. To be However, the mounting table 20 and the electrostatic chuck 106 have a problem that the temperature rising speed is slow and it takes time to switch to a low temperature when heated.

一方、本実施形態に係るエッチング装置１は、マイクロ波をウェハＷに照射してウェハＷのみ温度を上昇させるため、ウェハＷの温度を速やかに上昇させることができる。また、エッチング装置１は、マイクロ波の照射を停止した場合、ウェハＷのみを冷却するため、ウェハＷの低温への切り替え時間を短くすることができる。すなわち、本実施形態に係るエッチング装置１は、エッチング中にウェハＷの温度を高温と低温とに速やかに切替できる。 On the other hand, since the etching apparatus 1 according to the present embodiment irradiates the wafer W with the microwave to raise the temperature of only the wafer W, the temperature of the wafer W can be raised quickly. Further, since the etching apparatus 1 cools only the wafer W when the microwave irradiation is stopped, the time for switching the wafer W to the low temperature can be shortened. That is, the etching apparatus 1 according to the present embodiment can quickly switch the temperature of the wafer W between high temperature and low temperature during etching.

なお、本実施形態では、電磁波として、マイクロ波をウェハＷに照射してウェハＷの温度を上昇させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。エッチング装置１は、電磁波として、レーザ、放射線、赤外線、紫外線、可視光線の何れかをウェハＷに照射してウェハＷの温度を上昇させてもよい。マイクロ波は、広い範囲に照射でき、広い面積を一度に加熱できる。また、マイクロ波は、ウェハＷの内部から発熱させることができるため、ウェハＷを直接的に加熱できる。レーザは、ピンポイントで照射でき、特定の範囲のみ加熱できる。このため、例えば、エッチング装置１は、ウェハＷに対してレーザ光源を走査させてウェハＷ全体にレーザを照射してもよい。また、例えば、エッチング装置１は、載置台２０を周方向に回転可能とし、レーザ光源を載置台２０の上部のライン状に配置する。そして、エッチング装置１は、レーザ光源からのレーザ光を照射しつつ載置台２０を周方向に回転させてウェハＷ全体にレーザを照射してもよい。赤外線、紫外線、可視光線は、広い範囲に照射でき、広い面積を一度に加熱できる。また、赤外線は、ウェハＷの表面を発熱させることができる。 In addition, in this embodiment, the case where the temperature of the wafer W is increased by irradiating the wafer W with microwaves as electromagnetic waves has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The etching apparatus 1 may raise the temperature of the wafer W by irradiating the wafer W with any one of laser, radiation, infrared rays, ultraviolet rays, and visible rays as electromagnetic waves. Microwaves can be applied to a wide area, and a large area can be heated at once. Further, since the microwave can generate heat from the inside of the wafer W, the wafer W can be directly heated. The laser can be irradiated with a pinpoint and can heat only a specific range. Therefore, for example, the etching apparatus 1 may scan the wafer W with the laser light source and irradiate the entire wafer W with the laser. Further, for example, in the etching apparatus 1, the mounting table 20 can be rotated in the circumferential direction, and the laser light sources are arranged in a line above the mounting table 20. Then, the etching apparatus 1 may rotate the mounting table 20 in the circumferential direction while irradiating the laser light from the laser light source to irradiate the entire wafer W with the laser light. Infrared rays, ultraviolet rays, and visible rays can be irradiated in a wide range, and a large area can be heated at once. Further, the infrared rays can heat the surface of the wafer W.

次に、本実施形態に係るエッチング処理の流れを簡単に説明する。図８は、実施形態に係るエッチング処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, the flow of the etching process according to this embodiment will be briefly described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of the etching process according to the embodiment.

制御部１００は、チラー１０７からの冷却した冷媒を冷媒入口配管１０４ｂ、冷媒流路１０４ａ及び冷媒出口配管１０４ｃに循環させて、載置台２０、静電チャック１０６およびウェハＷを−３０℃〜−６０℃に冷却する（ステップＳ１０）。 The control unit 100 circulates the cooled coolant from the chiller 107 through the coolant inlet pipe 104b, the coolant flow passage 104a, and the coolant outlet pipe 104c, so that the mounting table 20, the electrostatic chuck 106, and the wafer W are at −30° C. to −60. Cool to 0° C. (step S10).

制御部１００は、ガス供給源１５からエッチング用のガスをチャンバ１０内に供給しつつ、電力供給装置３０から重畳した２周波の高周波電力を載置台２０に印加してチャンバ１０内にプラズマを生成してエッチングを開始する（ステップＳ１１）。 The controller 100 supplies the etching gas from the gas supply source 15 into the chamber 10 and applies the high frequency power of two frequencies superimposed from the power supply device 30 to the mounting table 20 to generate plasma in the chamber 10. Then, etching is started (step S11).

制御部１００は、マイクロ波の照射タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。例えば、照射タイミングを一定期間ごとのタイミングとした場合、制御部１００は、エッチング中、一定期間ごとに照射タイミングであると判定する。照射タイミングではない場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、後述するステップＳ１４へ移行する。 The control unit 100 determines whether it is the microwave irradiation timing (step S12). For example, when the irradiation timing is set to a fixed period, the control unit 100 determines that the irradiation timing is set to a fixed period during etching. When it is not the irradiation timing (step S12, No), the process proceeds to step S14 described later.

一方、照射タイミングである場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、制御部１００は、マイクロ波発生部９０からマイクロ波をパルス状に出力させ、ウェハＷにマイクロ波を照射してウェハＷを加熱する（ステップＳ１３）。ウェハＷでは、温度の上昇により、反応生成物が昇華して除去される。なお、制御部１００は、マイクロ波の照射期間の間、電力供給装置３０から重畳した２周波の高周波電力の出力を停止してもよい。また、制御部１００は、マイクロ波を照射してウェハＷを加熱する際に所定の基板温度にするために伝熱ガスの供給量を制御してもよい。例えば、制御部１００は、マイクロ波の照射期間の間、伝熱ガス供給源８５からの伝熱ガスの供給量を減少させてもよい。 On the other hand, when it is the irradiation timing (step S12, Yes), the control unit 100 causes the microwave generation unit 90 to output microwaves in a pulse shape, irradiates the wafer W with the microwave, and heats the wafer W (step S12). S13). On the wafer W, the reaction product is sublimated and removed due to the increase in temperature. Note that the control unit 100 may stop the output of the two-frequency high-frequency power superimposed from the power supply device 30 during the microwave irradiation period. Further, the control unit 100 may control the supply amount of the heat transfer gas in order to bring the substrate temperature to a predetermined value when the wafer W is heated by irradiation with microwaves. For example, the control unit 100 may reduce the supply amount of the heat transfer gas from the heat transfer gas supply source 85 during the microwave irradiation period.

マイクロ波の照射が終了とすると、ウェハＷは、静電チャック１０６から抜熱により−３０℃〜−６０℃に冷却される。 When the microwave irradiation is completed, the wafer W is cooled to −30° C. to −60° C. by removing heat from the electrostatic chuck 106.

制御部１００は、エッチングの終了タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。例えば、エッチングを所定の期間実施した場合、エッチングの終了タイミングと判定する。エッチングの終了タイミングではない場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、上述のステップＳ１２へ移行する。 The controller 100 determines whether or not it is the etching end timing (step S14). For example, when etching is performed for a predetermined period of time, it is determined that the etching end timing is reached. If it is not the end timing of etching (step S14, No), the process proceeds to step S12.

一方、エッチングの終了タイミングである場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、制御部１００は、ガス供給源１５からのエッチング用のガスの供給を停止すると共に、電力供給装置３０からの２周波の高周波電力の供給を停止し（ステップＳ１５）、処理を終了する。 On the other hand, when it is the etching end timing (step S14, Yes), the control unit 100 stops the supply of the etching gas from the gas supply source 15 and simultaneously supplies the high frequency power of two frequencies from the power supply device 30. The supply is stopped (step S15), and the process ends.

以上のように、本実施形態に係るエッチング処理は、基板（ウェハＷ）に形成されたシリコン含有膜をエッチングする。また、エッチング処理は、エッチング中に基板に対して一時的に電磁波を照射して基板を加熱する。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制できる。 As described above, the etching process according to the present embodiment etches the silicon-containing film formed on the substrate (wafer W). In the etching process, the substrate is heated by temporarily irradiating the substrate with electromagnetic waves during etching. As a result, in the etching process according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of etching defects due to the influence of reaction products.

また、本実施形態に係るエッチング処理は、エッチングにより基板に生成される反応生成物が昇華する昇華温度よりも低い温度に基板を温調してエッチングを行う。そして、エッチング処理は、エッチング中に一時的に電磁波を照射して昇華温度よりも高い温度に基板を加熱する。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、エッチング中に反応生成物を昇華させて除去できるため、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制できる。 Further, in the etching process according to the present embodiment, the temperature of the substrate is adjusted to a temperature lower than the sublimation temperature at which a reaction product generated on the substrate by the etching sublimes, and the etching is performed. Then, in the etching process, electromagnetic waves are temporarily irradiated during the etching to heat the substrate to a temperature higher than the sublimation temperature. As a result, in the etching process according to the present embodiment, the reaction product can be sublimated and removed during the etching, so that the occurrence of etching defects due to the influence of the reaction product can be suppressed.

また、本実施形態に係るエッチング処理は、高周波電力（ＲＦ）を印加してプラズマを生成してシリコン含有膜をエッチングする。そして、エッチング処理は、基板を加熱するための電磁波の照射期間の間、高周波電力の印加を中断する。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、プラズマの状態が乱れることを抑制できる。 In the etching process according to the present embodiment, high frequency power (RF) is applied to generate plasma to etch the silicon-containing film. Then, in the etching process, the application of the high frequency power is interrupted during the irradiation period of the electromagnetic wave for heating the substrate. As a result, in the etching process according to the present embodiment, it is possible to prevent the plasma state from being disturbed.

また、基板は、シリコン含有膜が形成されている。本実施形態に係るエッチング処理は、基板を３０℃以下に冷却してエッチングを行う。そして、エッチング処理は、エッチング中に一時的に、エッチングする工程よりも基板を４０℃以上昇温させる。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、エッチング中に反応生成物として生成されるＡＦＳを昇華させることができる。 Further, a silicon-containing film is formed on the substrate. In the etching process according to this embodiment, the substrate is cooled to 30° C. or lower and etching is performed. Then, in the etching process, the temperature of the substrate is temporarily raised by 40° C. or more during the etching as compared with the etching step. As a result, in the etching process according to the present embodiment, AFS generated as a reaction product during etching can be sublimated.

また、本実施形態に係るエッチング処理は、電磁波として、マイクロ波、レーザ、放射線、赤外線、紫外線、可視光線の何れかを基板に照射して基板を加熱する。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、基板のみを効率的に加熱できる。 In addition, in the etching process according to the present embodiment, the substrate is heated by irradiating the substrate with any one of microwaves, lasers, radiation, infrared rays, ultraviolet rays, and visible rays as electromagnetic waves. Thereby, in the etching process according to the present embodiment, only the substrate can be efficiently heated.

また、基板は、載置台２０に載置され、載置台２０と基板との間に伝熱ガスが供給される。本実施形態に係るエッチング処理は、基板を加熱する際に所定の基板温度にするために伝熱ガスの供給量を制御する。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、加熱により基板の温度を速やかに上昇させることができる。 Further, the substrate is placed on the mounting table 20, and the heat transfer gas is supplied between the mounting table 20 and the substrate. The etching process according to the present embodiment controls the supply amount of the heat transfer gas in order to bring the substrate to a predetermined temperature when heating the substrate. Thereby, in the etching process according to the present embodiment, the temperature of the substrate can be quickly raised by heating.

また、本実施形態に係るエッチング処理は、エッチング中、一時的に電磁波を照射して基板を加熱することを定期的に繰り返す。これにより、本実施形態に係るエッチング処理では、エッチング処理の期間が長くなっても、定期的に反応生成物を昇華させて除去できるため、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制できる。 In addition, in the etching process according to the present embodiment, during etching, electromagnetic waves are temporarily irradiated to heat the substrate periodically. As a result, in the etching process according to the present embodiment, even if the period of the etching process is long, the reaction product can be sublimated and removed periodically, so that the occurrence of etching defects due to the influence of the reaction product can be suppressed.

以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 Although the embodiments have been described above, the embodiments disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. Indeed, the above-described embodiments may be embodied in various forms. In addition, the above-described embodiments may be omitted, replaced, or modified in various forms without departing from the scope and spirit of the claims.

例えば、実施形態では、処理対象の基板を半導体ウェハとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。処理対象の基板は、ガラス基板など、他の基板であってもよい。 For example, in the embodiment, the case where the substrate to be processed is a semiconductor wafer has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The substrate to be processed may be another substrate such as a glass substrate.

また、実施形態では、エッチング中、定期的に電磁波を照射して基板を加熱する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＳｉＯ２膜やＳｉＮ膜をエッチングした場合、ＳｉＨ４ガスが発生するが、反応生成物によりエッチングが阻害されている場合、ＳｉＨ４ガスの量が低下する。これにより、エッチング中のプラズマの発光色が変化する。そこで、エッチング装置１は、プラズマの発光を検出する光センサなどの検出部を設け、検出部により検出されるプラズマの色の変化から、基板に電磁波を照射して基板を加熱するタイミングを検出してもよい。 Further, in the embodiment, the case where the substrate is heated by periodically irradiating the electromagnetic wave during the etching has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, when the SiO 2 film or the SiN film is etched, SiH 4 gas is generated, but when the etching is blocked by the reaction product, the amount of SiH 4 gas is reduced. As a result, the emission color of plasma during etching changes. Therefore, the etching apparatus 1 is provided with a detection unit such as an optical sensor for detecting the emission of plasma, and detects the timing of irradiating the substrate with electromagnetic waves and heating the substrate from the change in the color of the plasma detected by the detection unit. May be.

また、実施形態では、基板に形成されたシリコン含有膜をエッチングする場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基板に形成されたメタル含有膜をエッチングする場合に適用してもよい。例えば、半導体では、ゲート絶縁膜として、高誘電率材料（high-k材料）によるメタル含有膜が形成される。高誘電率材料としては、例えば、ＨｆＳｉＯ（ハフニウムシリケート）や、ＨｆＡｌＯＮ（窒素添加ハフニウムアルミネート）、ＨｆＯ２，Ｙ２Ｏ３などが挙げられる。これらのメタル含有膜は、温度を低くすると、エッチングレートが向上する。例えば、メタル含有膜は、基板を６０℃以下に冷却（温調）してエッチングを行うと、基板を６０℃より高い温度でエッチングした場合と比較して、エッチングレートが向上する。しかし、このようなメタル含有膜をエッチングした場合、反応生成物が生成され、反応生成物の影響によりエッチング形状の悪化やエッチストップなどのエッチング不良が発生する場合がある。メタル含有膜をエッチングした際に生成される反応生成物は、例えば、２００℃以上で昇華する。そこで、基板に形成されたメタル含有膜をエッチングするエッチング中に基板に対して一時的に電磁波を照射して基板を加熱する。ここで、基板は、プラズマからも入熱がある。このため、エッチング装置１は、電磁波のみで基板を反応生成物の昇華温度まで加熱しなくてもよい。例えば、エッチング装置１は、ウェハＷに形成されたメタル含有膜をエッチングする場合、ウェハＷを、例えば、６０℃以下に冷却（温調）する。そして、エッチング装置１は、エッチング中にウェハＷに対して一時的にマイクロ波を照射してウェハＷを加熱する。例えば、エッチング装置１は、マイクロ波を、例えば、数秒程度、パルス状にウェハＷに照射してウェハＷをエッチング中よりも２００℃以上昇温させる。メタル含有膜をエッチングする際も、ウェハＷを加熱することで、エッチング中に反応生成物を昇華させて除去できるため、反応生成物の影響によるエッチング不良の発生を抑制できる。 Further, in the embodiment, the case where the silicon-containing film formed on the substrate is etched has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it may be applied when etching a metal-containing film formed on a substrate. For example, in a semiconductor, a metal-containing film made of a high dielectric constant material (high-k material) is formed as a gate insulating film. Examples of the high dielectric constant material include HfSiO (hafnium silicate), HfAlON (nitrogen-added hafnium aluminate), HfO 2 and Y 2 O 3 . The etching rate of these metal-containing films improves when the temperature is lowered. For example, in the metal-containing film, when the substrate is cooled (temperature controlled) to 60° C. or lower and etched, the etching rate is improved as compared with the case where the substrate is etched at a temperature higher than 60° C. However, when such a metal-containing film is etched, a reaction product is generated, and an etching defect such as deterioration of an etching shape or etching stop may occur due to the influence of the reaction product. The reaction product generated when the metal-containing film is etched sublimates at, for example, 200° C. or higher. Therefore, during the etching for etching the metal-containing film formed on the substrate, the substrate is temporarily irradiated with electromagnetic waves to heat the substrate. Here, the substrate also receives heat from the plasma. Therefore, the etching apparatus 1 does not have to heat the substrate to the sublimation temperature of the reaction product only by the electromagnetic wave. For example, when etching the metal-containing film formed on the wafer W, the etching apparatus 1 cools the wafer W (temperature control) to, for example, 60° C. or lower. Then, the etching apparatus 1 temporarily irradiates the wafer W with microwaves during the etching to heat the wafer W. For example, the etching apparatus 1 irradiates the wafer W with a microwave in a pulse shape for, for example, about several seconds to raise the temperature of the wafer W by 200° C. or more than during etching. Even when the metal-containing film is etched, by heating the wafer W, the reaction products can be sublimated and removed during the etching, so that the occurrence of etching defects due to the influence of the reaction products can be suppressed.

また、実施形態では、エッチング装置１を、容量結合型平行平板のプラズマ処理装置とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。エッチング装置１は、任意の形式のプラズマ処理装置であってよい。例えば、エッチング装置１は、誘導結合プラズマ(ＩＣＰ)型のプラズマ処理装置であってよく、ラジアルラインスロットアンテナを用いたプラズマ処理装置であってよい。また、エッチング装置１は、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）装置であってよく、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance Plasma）装置であってよい。 Further, in the embodiment, the case where the etching apparatus 1 is a capacitively coupled parallel plate plasma processing apparatus has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The etching apparatus 1 may be any type of plasma processing apparatus. For example, the etching apparatus 1 may be an inductively coupled plasma (ICP) type plasma processing apparatus, or may be a plasma processing apparatus using a radial line slot antenna. Moreover, the etching apparatus 1 may be a helicon wave excitation type plasma (HWP:Helicon Wave Plasma) apparatus, and may be an electron cyclotron resonance plasma (ECR:Electron Cyclotron Resonance Plasma) apparatus.

１ エッチング装置
１０ チャンバ
１５ ガス供給源
２０ 載置台
２５ ガスシャワーヘッド
３０ 電力供給装置
８５ 伝熱ガス供給源
９０ マイクロ波発生部
９１ 導波管
１００ 制御部
１００ｄ 記憶部
１０７ チラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 etching apparatus 10 chamber 15 gas supply source 20 mounting table 25 gas shower head 30 electric power supply apparatus 85 heat transfer gas supply source 90 microwave generation section 91 waveguide 100 control section 100d storage section 107 chiller

Claims (10)

基板に形成されたシリコン含有膜又はメタル含有膜をエッチングする工程と、
前記エッチングする工程中に前記基板に対して一時的に電磁波を照射して前記基板を加熱する工程と、
を有するエッチング方法。 A step of etching the silicon-containing film or the metal-containing film formed on the substrate,
Heating the substrate by temporarily irradiating the substrate with electromagnetic waves during the etching process;
An etching method having. 前記エッチングする工程は、エッチングにより前記基板に生成される反応生成物が昇華する昇華温度よりも低い温度に前記基板を温調してエッチングを行い、
前記加熱する工程は、前記昇華温度よりも高い温度に前記基板を加熱する
請求項１に記載のエッチング方法。 In the step of etching, the temperature of the substrate is adjusted to a temperature lower than the sublimation temperature at which the reaction product generated on the substrate by etching sublimes, and etching is performed.
The etching method according to claim 1, wherein the heating step heats the substrate to a temperature higher than the sublimation temperature. 前記エッチングする工程は、高周波電力を印加してプラズマを生成して前記シリコン含有膜又は前記メタル含有膜をエッチングし、前記加熱する工程による前記電磁波の照射期間の間、前記高周波電力の印加を中断する
請求項１または２に記載のエッチング方法。 In the etching step, high frequency power is applied to generate plasma to etch the silicon-containing film or the metal-containing film, and the application of the high frequency power is interrupted during the electromagnetic wave irradiation period in the heating step. The etching method according to claim 1 or 2. 前記エッチングする工程は、高周波電力を印加してプラズマを生成して前記シリコン含有膜又は前記メタル含有膜をエッチングし、前記加熱する工程による前記電磁波の照射期間の間も、前記高周波電力の印加を継続する
請求項１または２に記載のエッチング方法。 In the etching step, high-frequency power is applied to generate plasma to etch the silicon-containing film or the metal-containing film, and the high-frequency power is applied even during the electromagnetic wave irradiation period in the heating step. The etching method according to claim 1 or 2, which is continued. 前基板は、前記シリコン含有膜が形成され、
前記エッチングする工程は、前記基板を３０℃以下に冷却してエッチングを行い、
前記加熱する工程は、前記エッチングする工程よりも前記基板を４０℃以上昇温させる
請求項１〜４の何れか１つに記載のエッチング方法。 The front substrate is formed with the silicon-containing film,
In the etching step, the substrate is cooled to 30° C. or lower to perform etching,
The etching method according to claim 1, wherein in the heating step, the temperature of the substrate is raised by 40° C. or more than in the etching step. 前基板は、前記メタル含有膜が形成され、
前記エッチングする工程は、前記基板を６０℃以下に冷却してエッチングを行い、
前記加熱する工程は、前記エッチングする工程よりも前記基板を２００℃以上昇温させる
請求項１〜４の何れか１つに記載のエッチング方法。 The front substrate is formed with the metal-containing film,
In the etching step, the substrate is cooled to 60° C. or lower to perform etching,
The etching method according to claim 1, wherein in the heating step, the temperature of the substrate is raised by 200° C. or more than in the etching step. 前記加熱する工程は、前記電磁波として、マイクロ波、レーザ、放射線、赤外線、紫外線、可視光線の何れかを前記基板に照射して前記基板を加熱する
請求項１〜６の何れか１つに記載のエッチング方法。 The heating step irradiates the substrate with one of microwave, laser, radiation, infrared ray, ultraviolet ray, and visible light as the electromagnetic wave to heat the substrate. Etching method. 前記基板は、載置台に載置され、前記載置台と前記基板との間に伝熱ガスが供給され、
前記加熱する工程は、前記基板を加熱する際に所定の基板温度にするために前記伝熱ガスの供給量を制御する
請求項１〜７の何れか１つに記載のエッチング方法。 The substrate is mounted on a mounting table, heat transfer gas is supplied between the mounting table and the substrate,
The etching method according to any one of claims 1 to 7, wherein in the heating step, a supply amount of the heat transfer gas is controlled in order to bring the substrate to a predetermined substrate temperature when the substrate is heated. 前記加熱する工程は、前記エッチングする工程中、一時的に電磁波を照射して前記基板を加熱することを定期的に繰り返す
請求項１〜８の何れか１つに記載のエッチング方法。 The etching method according to any one of claims 1 to 8, wherein in the heating step, the electromagnetic wave is temporarily irradiated during the etching step to heat the substrate periodically. 請求項１〜９のいずれか１つに記載のエッチング方法を実行するプログラムを記憶する記憶部と、
当該プログラムを実行するよう制御する制御部と、
を備えるエッチング装置。 A storage unit that stores a program for executing the etching method according to claim 1.
A control unit that controls to execute the program,
An etching apparatus comprising.
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